Температура плавления дюралюминия

Дюралюминий

Для производства различных деталей и вещей может использоваться дюралюминий. Данный материал получил свое название от города, в котором он был создан. Отличия дюрали от алюминия заключаются в химическом составе, который оказывает влияние на основные эксплуатационные качества. Рассмотрим особенности данного сплава подробнее.

Химический состав

Появление дюралюминия связывают с немецкой компанией, которая расположена в городе Дюрен. Специалисты этой компании занимались разработкой нового сплава, и ошибочно провели смешивание ранее не используемых компонентов. После проведения предварительных тестов они были удивлены тем, какого смогли добиться результата, но изначально посчитали их ошибочными. Спустя некоторое время они повторили свой эксперимент и добились еще более высоких результатов.

Алюминий и дюралюмин, в первую очередь, отличаются друг от друга химическим составом. Дюралюминий обладает следующим составом:

  1. 4-5% меди;
  2. 93% алюминия;
  3. 2-3% других легирующих элементов, которые добавляются для придания сплаву особых качеств.

Состав различных марок дюрали

Долгое время дюралюмин изготавливался при обычных условиях, что определяло некачественное соединение элементов. Начавшаяся война сделала данный металл стратегически важным, что привело к поиску более эффективных методов соединения всех компонентов. Результатом данных исследований стали следующие технологические особенности процесса:

  1. Нагрев проводится при температуре до 500 градусов Цельсия.
  2. На разогрев уходит около 3-х часов.
  3. Проводится быстрое охлаждение водой или селитрой для повышения прочности.

Состав дюралюминия может существенно меняться — все зависит от особенностей применяемой технологии производства.

Наиболее распространенная марка Д16 имеет следующий химический состав:

  1. Основная часть дюралюминия во всех случая представлена алюминием, на который приходится 90-94% от общей массы.
  2. В состав добавляется достаточно большое количество меди (3,8-4,9%).
  3. Обязательным условием можно назвать добавление в равных частях кремния и железа, примерно по 0,5%.
  4. В состав входит цинк (не более 2,5%).
  5. Добавляется фиксированное значение магния — 1,8%.

Остальные компоненты представлены хромом, марганцем, титаном, которые берутся примерно по 1%.

Получаемый дюралюминий при подобном химическом составе обладает достаточно высоким показателем мягкости. Именно поэтому Д16 зачастую применяется в качестве полуфабрикатов при производстве штамповок.

Не только состав сплава дюрали оказывает влияние на основные технологические свойства. Вместе со специфической подборкой компонентов применяются технология искусственного старения, которая заключается в закалке.Для повышения прочности и твердости поверхности сплав подвергается термической обработке с охлаждением.

Технологические свойства дюрали

В зависимости от химического состава и применяемого метода изготовления технологические свойства дюрали могут существенно отличаться. ГОСТа именно для этого металла пока нет.

Сразу после появления дюралюминия его назвали самым подходящим материалом для строительства дирижаблей и самолетов.

Среди технологических свойств следует отметить нижеприведенные моменты:

  1. Низкая стоимость, которая обуславливается простой технологией производства. Тот момент, что компоненты не нужно разогревать до экстремально высоких температур определяет существенное удешевление материала. Также на стоимости благоприятно отражается возможность проведения производства в обычной среде.
  2. Небольшой вес. Рассматривая химический состав можно отметить, что большая часть состава представлена алюминием. Этот металл известен своей легкостью.
  3. Высокие показатели температуры плавления позволили использовать сплав дюраль при производстве различных элементов самолетов и другой техники. Температура плавления дюралюминия около 650 градусов Цельсия. При этом обычный алюминий плавится уже при более низких температурах, что приводит к изменению основных технологических качеств и деформации изделий.
  4. Плотность дюралюминия составляет 2,5 грамма на кубический сантиметр (у стали на каждый кубический сантиметр приходится 8 грамм). Именно этот показатель определяет существенно снижение веса изготавливаемых деталей. Данный показатель может варьироваться в относительно небольшом диапазоне, достигать значения 2,8 грамм на кубический сантиметр.
  5. Статическая прочность дюралюминия достаточно высока, что определяет устойчивость к разовой нагрузке. Именно поэтому сплав применяется при изготовлении различных ответственных деталей. Проведенные исследования указывают на то, что разрушить подобный материал довольно сложно.

Однако есть и один недостаток – относительно невысокая устойчивость к воздействию повышенной влажности. Разрушение сплава блокируют путем нанесения защитного покрытия, что несколько повышает стоимость сплава.

Детали из дюрали

Дюралюминий Д16 получил достаточно широкое распространение. Отличные эксплуатационные качества он демонстрирует при температуре не выше 250 градусов Цельсия. Стоит учитывать, что уже при температуре 80 градусов Цельсия появляются признаки образования межкристаллической коррозии.

В последнее время в чистом виде дюралюминий практически не применяется. Это связано не только с высокой вероятностью появления коррозии, но и другими недостатками алюминиевого сплава. Для повышения эксплуатационных качеств сегодня выполняют следующее улучшение:

  1. Закалку в естественных условиях. При маркировке указывается буква «Т».
  2. Выполняют процедуру искусственного старения, что также отражается на маркировке «Т1».
  3. Анодирование и покрытие поверхности специальными лаками (в маркировке указывают букву «А»).

Снижение коррозионной стойкости происходит не только по причине повышения температуры, но и механического воздействия. Именно поэтому уделяется внимание дополнительным процедурам увеличения эксплуатационных качеств.

Более высокими эксплуатационными качествами обладает сплав под названием ВД95. Кроме этого, данная разновидность сплава проходит процедуру старения, за счет чего существенно повышается потенциал этой разновидности дюралюминия.

Область применения

Тугоплавкость дуралюмина марки ВД95 определяет его широкое применение не только в сфере авиастроения, но и изготовления скоростных поездов, которые постепенно становятся самым распространенным транспортным средством в Европе и Азии. Это связано с тем, что при движении на большой скорости из-за возникающего трения поверхность может сильно нагреваться. Слишком высокая пластичность из-за перестроения кристаллической решетки становится причиной деформации поверхности при механическом воздействии. Также применение дюралюминия представлено производством прутков, заклепок, болтов и других крепежных материалов.

Несмотря на тугоплавкость, есть возможность проводить сварочные работы с помощью аргона. Данный процесс настолько прост, что его можно провести в собственном гараже. В различных отраслях машиностроения дюралюминий применяется для получения изоляционных материалов. Примером можно назвать появление фольги толщиной около 0,2 миллиметров, которая применяется в качестве отражающего слоя при производстве изоляции.

В пищевой промышленности фольга из дюралюминия встречается довольно часто — ее используют для оборачивания конфет.

Сплав получил широкое применение и в буровой отрасли. Это связано с уникальным сочетанием нижеприведенных качеств:

  1. Легкость.
  2. Прочность.
  3. Стойкость к повышенным температурам и влажности.

Изготавливаемые буры из дюралюминия отлично справляются с гашением вибрации.

В заключение отметим, что широкая область применения определена особыми эксплуатационными качествами и относительно невысокой стоимостью материала. Кроме этого отметим, что сегодня алюминий в чистом виде стали использовать намного реже.

Дюралюминий: состав, свойства и применение

Дюралюминий — сплав, состоящий из основы в виде алюминия с медью и добавками других металлов. Открытие технологии его изготовления произошло в самом начале девятнадцатого века работником немецкого металлургического завода. После многочисленных экспериментов он установил, что при добавлении к алюминию меди в соотношении 96% на 4% получается сплав, который при выдержке в помещении с комнатной температурой сохраняет пластичность основного элемента с повышением показателей прочности.

Дюралюминий: особенности

Само наименование сплава пошло от торговой марки Dural, под которой был начат его выпуск. В русский язык оно пришло в начале двадцатого века и обозначает целую группу сплавов с алюминием в основе. Могут встречаться различные формы, например «дуралюминий» и «дюраль».

Области применения дюралюминия

Формула успеха дюралюминия была проста. Лёгкий вес и прочность нового продукта способствовали его быстрому распространению. Первым большим его применением стали конструкции каркаса дирижабля. Показал он себя отлично, и со временем ему находили место во всё больших отраслях машиностроения.

Авиастроители по достоинству оценили дюраль, и она быстро стала основой самолётостроения, а также в будущем основным конструкционным материалом в производстве космической техники.

Её применяют в производстве поездов. Дюралюминий в наши дни можно встретить даже на кухне в виде многочисленных бытовых предметов. А также активно используется дюралюминиевая фольга, в которой продают кондитерские изделия.

Активно используется сплав и в строительстве. Различные трубы, листы являются частями конструкций зданий.

Используется дюраль и в автомобилестроении, помогая инженерам уменьшить вес машины, улучшая технические показатели автомобиля. Благодаря устойчивости к высоким температурам, её можно использовать и для внутренних механизмов двигателя.

Дюралюминий лучше переносит вибрацию, чем сталь, что позволило применять его в буровых работах.

Можно заметить, что не все сплавы дюралюминия пригодны для сварки. Например, при строительстве самолётов для создания конструкций из деталей дюралюминия используются заклёпки. Они могут делаться из того же сплава дюралюминия, только пригодного для сварочных работ.

Дюраль: состав сплава

С течением времени состав сплава дюрали совершенствовался, появилось множество новых видов, их различия как в составе примесей, так и способе последующей обработки.

  • Al+Cu+Mg. Этот тип называется дюралюмином. В зависимости от концентрации меди и марганца в сплавах меняются и его общие свойства и характеристики. Данный вид не имеет дополнительной защиты от коррозии, потому для его эксплуатации необходимо дополнительное покрытие для защиты от влаги.
  • Al+Mg+Si. Такой тип называется «авиаль». Добавление к алюминию частей магния и кремния повысило коррозионную стойкость сплава. Для получения своих свойств сплав проходит термообработку при температуре около пятисот градусов по Цельсию и охлаждается в воде с температурой двадцать градусов с естественным старением около суток. Такая обработка позволяет эксплуатировать сплав в условиях повышенной влажности и под напряжением.
  • Al+Mg, Al+Mn. Этот сплав имеет название «магналии». При его производстве не используется термическая обработка. Основными его плюсами является повышенная устойчивость к коррозии и хорошая пригодность к сварочным и паяльным работам.

Состав дюралюминия в процентах можно рассмотреть на примере состава сплава дюралюминий д16:

  • Al (Алюминий): 91 — 94.7%.
  • Cu (Медь): 3.7−4.9%.
  • Fe (Железо): 0.5%.
  • Si (Кремний): 0.5%.
  • Zn (Цинк): 0.25%.
  • Mg (Магний): 1.1 — 1.8%.
  • Cr (Хром): 0.1%.
  • Mn (Марганец): 0.4% – 0.9%.
  • Ti (Титан): 0.15%.

Могут добавляться маркировки, зависящие от форм выпуска сплава:

  • «Т» — закалка в естественных условиях.
  • «Т1» — после процесса искусственного старения.
  • «А» — после покрытия специальными лаками и анодирования.
Читайте также  Печь для плавки алюминия своими руками

Свойства дюралюминия

Не смотря на попытки борьбы с коррозией путём добавления марганца и магния, дюралюминий все же ей подвержен и подвержен достаточно, чтобы на это обратить внимание. Потому, при эксплуатации необходимо защитить его при помощи какого-либо покрытия. Защита должна быть настолько тщательной, насколько это возможно.

Дюраль отличается небольшим весом при большой прочности. Благодаря этому её и используют как основной конструкционный материал в космонавтике и авиации. Используется также в авиастроении, при производстве скоростных поездов и различных других областях машиностроения.

Средняя плотность дюралюминия 2500−2800 килограмм на кубический метр.

Дюралюминиевый сплав, в отличие от алюминия чистого, хорошо подходит к сварочным работам.

Обладает высокой устойчивостью воздействиям среды и низкой уязвимостью к разрушению.

Появление такого лёгкого и прочного материала позволило поднять машиностроение на новый уровень и построить такие технические проекты, которые ранее казались неосуществимыми.

Дюраль: технология производства и применения

Дюраль — это прочный и легкий сплав алюминия, разработанный в 1910 году немецким металлургом Альфредом Вильмом. Он относительно мягкий, пластичный и легко обрабатывается при нормальной температуре. Сплав можно прокатывать, ковать и прессовать в различные формы и изделия. Предел прочности дюралюминия выше, чем у алюминия, хотя его устойчивость к коррозии низкая. Электрическая и теплопроводность дюрали меньше, чем у чистого алюминия, и больше, чем у стали. Первоначально он использовался в жестких рамах дирижабля, и его методы и состав термической обработки были в то время военным секретом. С внедрением новых методов строительства монококов в начале 1930-х годов дюраль широко использовался в авиационной промышленности.

Общие сведения

Дюраль — это сплав, торговое название, данное самому раннему варианту упрочняемого алюминия. Он, состоит из 90% алюминия, 4% меди, 1% магния и от 0,5% до 1% марганца. Поскольку он очень твердый его используются в местах, где требуются особенные защитные свойства, например, в броне транспортного средства, в оборонной промышленности. Дюраль — имеет предел текучести 450 МПа, и есть некоторые другие вариации, которые зависят от состава, типа и характера сплава. Он становится прочным, после термической обработке и может быть отпущен, заклепан, приварен или подвержен другому типу обработки. Он устойчивым против коррозии, может нести тяжелые нагрузки, при этом является пластичным.

Это ковкий металл, который легко поддается формовке, очень хороший проводник тепла и электричества. Когда медь добавляется в сплав, ее прочность увеличивается, но в то же время она также становится более подверженной коррозии. Для листовых изделий из дюралюминия металлургическое соединение высокочистого металлического слоя повышает коррозионную стойкость. Эти листы обычно используются в авиационной промышленности.

Основные виды дюралевых сплавов и их свойства

Классификация дюралевых сплавов, список типичных областей применения деформируемых сплавов Al-Cu 2000 серия по ГОСТ и ISO:

  1. АК8/2014: Поковки, плиты и экструзии для тяжелых условий эксплуатации для авиационной арматуры, колес и основных конструктивных элементов, резервуара и конструкции космического усилителя, рамы грузового автомобиля и компонентов подвески. Применения, требующие высокой прочности и твердости, включая обслуживание при повышенных температурах.
  2. Д16/2024: Авиационные конструкции, заклепки, скобяные изделия, колеса для грузовых автомобилей, изделия для винтовых машин и другие различные конструктивные применения. Первый когда-либо обнаруженный закаленный сплав.
  3. 1201/2219: Сварные космические ускорители окислителя и топливные баки, сверхзвуковая обшивка самолета и элементы конструкции. Сварка дюрали выполняется легко, сплав полезен для применения в температурном диапазоне от -270 до 300 C (от -450 до 600 F). Обладает высокой вязкостью разрушения, а закалка Т8 обладает высокой устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением.
  4. АК4 1/2618: штамповка и ручная ковка. Поршни и вращающиеся детали авиационных двигателей для работы при повышенных температурах. Пресс-формы для шин. Высокая статическая прочность сплава, что определяет его стойкость при разовых нагрузках, в связи, с чем его используют при выпуске ответственных узлов. Проведенные испытания доказали, что разрушить подобные изделия довольно сложно.

Дюраль АК8/2014

Температура плавления и плотность

Дюраль относится к алюминиевым сплавам группы AlCuMg материал с номерами от 2000 до 2999 по ISO и в основном используется для холодной закалки. Он не очень устойчив к коррозии, только частично анодируется и сваривается.
Плотность дюралюминия находится в пределах 2500.0—2800.0 кг/м3, а температура при которой он плавится 655.0 C.

Как правило, характеристики дюралюминия — мягкий, пластичный и пригодный для обработки, когда он находится в нормальном состоянии. Его можно легко свернуть, сложить или подделать. Он также может быть вылит в различных формах и кузницах.
Сегодня сплавы AlCuMg — реализуются с общим названием дюралюмины по ГОСТу: Д1, В65, Д16, В17, Д18, Д19, 1201, ВАД1, АК4 1 и другие.

Технология производства и применение дюраля

Дюраль можно легко выковать, отлить и обработать в связи с его низкой температурой плавления. Он отжигается при температуре от 350 до 380 C, с последующим охлаждением воздухом. После этого сплав становится пластичным и может быть легко обработан и сформирован в желаемых формах. Затем сплав подвергают термической обработке при температуре от 490 до 510 C для улучшения его свойств растяжения. После этого дюраль гасится и затвердевает.

Дюраль имеет следующие области применения:

  1. Для изготовления проволоки, прутка и стержней, в местах, где требуется хорошая прочность и обрабатываемость.
  2. В тяжелых поковках, колесах, плитах, авиационной арматуре, резервуаре космического усилителя и в компонентах подвески, то есть в местах, где требуется высокая прочность, в рабочих зонах при повышенных температурах.
  3. Для изготовления конструкций самолетов, колес грузовых автомобилей, изделий винтовых станков, заклепок и других конструкционных изделий.
  4. В качестве листов для панелей кузова.
  5. В поковках, в поршнях авиационного двигателя, рабочих колесах реактивных двигателей и кольцах компрессора.
  6. Для изготовления штамповок и листовой продукции.

Дюраль используется для производства самолетов

Метод, который используется для превращения дюралюминия в слитки:

  1. Сплав подвергается высокому давлению, прежде чем превратится в слитки.
  2. Процесс включает в себя прокатку, прессование и другие обязательные этапы.
  3. Затем он преобразуется в пластины, листы, трубы и провода и гасится в воде в течение примерно четырех дней, этот процесс называется естественным старением.
  4. Иногда он подвергается искусственному старению при температуре около 190 Свтечение нескольких часов.

Отличие дюраля от алюминия

Металлы очень похожи между собой, перед тем как отличить их, нужно ознакомиться с их свойствам. Алюминий — серебристый металл, легкий, относительно мягкий, плавится при температуре – 660.4 C. Он хорошо растворим в сильных щелочах, устойчив к кислоте, поскольку на его поверхности образуется защитная пленка. Алюминий характеризуется высокой теплопроводностью и электрической проводимостью. Этот металл очень пластичный, что позволяет свернуть его в очень тонкую фольгу. Он также имеет низкую прочность: чистый алюминий легко режется ножом. Этот металл очень устойчив к коррозии — на поверхности Al образуется самая тонкая пленка, которая защищает его от повреждений.

В сплавах дюралюминия основным легирующим элементом является Cu, иногда также добавляется Mg. Характеристики этой серии: хорошее соотношение твердости и веса и низкая коррозионная стойкость. Что касается первой характеристики, она демонстрирует механические свойства, которые на порядок и выше, чем у низкоуглеродистых сталей. Чаще всего этот сплав используется в местах, где необходимо высокое отношение твердости к массе при температуре выше 150 oC.

Марганец, добавленный в алюминий, повышает его прочность и дает металл с превосходной обрабатываемостью и коррозионной стойкостью.

Цена дюрали за 1кг

Свойства дюрали позволяет выпускать из этого сплава заготовки любых конфигураций. Так, шестигранники по ГОСТ 21488/97 стоят в районе 100-160 руб. за килограмм. Круглая арматура до 230 руб. за кг. Дюраль цена за кг в основном зависит от марки сплава и сечения изделий. Листовая дюраль толщиной 0.5 мм стоит 300 руб. за кг. Дюралевые трубы имеют цену 130 руб. за кг в Москве.

Ожидается, что рынок алюминия столкнется с дефицитом к 2022 году. Российский алюминиевый гигант Объединённая компания «РУСАЛ» имеющий порядка 5.6% мирового производства снижает экспорт из-за санкционной политики запада. Сегодня американские покупатели алюминия вынуждены защищать российскую компанию, справедливо опасаясь резкого роста цен на данную продукцию. Таким образом сколько стоит дюраль, будет в будущем, будет зависеть исключительно от действий западных стран.

Круглая арматура дюрали стоит до 230 руб. за кг

В целях борьбы с санкциями против Rusal Plc профильное министерство запустило в 2018 году нескольких проектов, способствующих росту внутреннего потреблению алюминия. В результате в России оно выросло сразу на 7.6% в 2018 году по сравнению с прошлым периодом, а меди увеличилось на 1.8% за тот же период. В 2018 году из России было импортировано свыше 200 000 тонн алюминиевой продукции на сумму порядка 730 млн. долларов США.

Свойства и состав дюралюминия

Дюралюминий — это группа сплавов алюминия и меди с добавками других металлов. Благодаря отличным свойствам, он получил широкое распространение и применяется во многих отраслях промышленности. Короткое название сплава — «дюраль».

Дюралюминий — это сплав на основе алюминия, обладающий повышенными показателями прочности.

  1. История открытия дюралюминия
  2. Технология производства
  3. Дюралюминий: состав
  4. Свойства дюралюминия
  5. Физико-механические
  6. Технологические
  7. Разновидности сплавов
  8. Сферы применения
  9. Стоимость дюраля
  10. Отличие дюралюминия от алюминия
  11. Влияние на организм человека
  12. Нормативная база
  13. Преимущества и недостатки
  14. Интересные факты

История открытия дюралюминия

Уникальные свойства соединения были обнаружены в 1903 г. немецким инженером, работавшим в немецком г. Дюрен. От названия города произошел термин «дюралюминий». Получившийся сплав металлов отличался повышенной прочностью и небольшим весом, а также другими полезными свойствами.

В 1911 г. на выставке в Санкт-Петербурге дюраль получил серебряную медаль как один из лучших материалов для создания летательных аппаратов.

Наиболее востребованным этот металл стал во время Великой Отечественной войны. Из него изготавливали детали для оружия, самолетов и танков.

С течением времени состав дюраля совершенствовался, появлялись новые виды сплава.

Технология производства

Для получения дюралюминия сначала смешивают шихту — гранулы различных металлов, которые будут сплавляться в единый состав. Затем смесь нагревают до температуры +500°C и резко охлаждают водой или селитрой до комнатной температуры — закаливают.

Читайте также  Оборудование для сварки алюминия аргоном

Промышленное получение дюралюминия основано на использовании электричества огромной мощности.

После этого в большинстве случаев производят т. н. «искусственное старение» полученного сплава. Эта операция заключается в дополнительной выдержке металла при повышенной температуре в течение длительного времени, например, при +150…+200°С в течение 2 часов (все условия зависят от марки соединения и требуемых качеств). Процесс старения проводят для приобретения дюралюминием особой прочности. Без него сплав характеризуется мягкостью, податливостью.

Дюралюминий: состав

Основная часть сплава — алюминий. Доля этой составляющей может доходить до 94% от общей массы. Следующий компонент, присутствующий чаще других — медь. Вес остальных добавок — марганца, магния, железа и других — невелика.

Пример состава часто применяемого дюралюминия марки Д16:

  • алюминий — 93-94%;
  • медь — 3,8-4,9%;
  • легирующие сплавы — 1,5-2%.

Химический состав дюралюминия.

Свойства дюралюминия

Отличные свойства дюралюминия делают его пригодным для применения во многих сферах производства, изготовления деталей, изоляции.

Физико-механические

Особенностью дюралюминия является его легкость при повышенной прочности и термоустойчивости. Так, удельный вес этого металла составляет 2,8 г/м³, тогда как у стали этот показатель равен 8 г/м³. Температура плавления дюралюминия — +500°С.

Технологические

Отличительное свойство дюралюминия представляет легкость его производства. Этот сплав можно сделать даже в бытовых условиях: например, в гараже. Его не нужно нагревать до экстремальных температур. Благодаря несложной технологии изготовления этот металл относительно дешевый.

Процедуру литья дюралюминия можно провести в домашних условиях.

Разновидности сплавов

В зависимости от области применения и необходимости приобретения нужных характеристик в сплав добавляют различные вещества.

Все типы дюраля можно разделить на:

  • закаленные, имеющие в составе обозначения букву «Т»;
  • прошедшие этап искусственного старения — в обозначении стоит «Т1»;
  • анодированные — с буквой «А» в названии марки.

В зависимости от формулы и термообработки меняются свойства соединений. Широко применяются сплавы:

  1. Алюминий+медь+магний с добавками марганца. Примерами могут служить сплавы марок Д1, Д16. Эти соединения называют «дюралюмин». Они не защищены от коррозии и требуют дополнительного покрытия.
  2. Алюминий+магний или марганец. Помимо устойчивости к коррозии, такой состав позволяет производить сварку. Сплав называется «магналий».
  3. Алюминий+магний+кремний. Материал защищен от коррозии. Его используют при повышенной влажности, в условиях прохождения электрического тока. Он называется «авиаль».

Сферы применения

Из дюралюминия делают листы, прутки, плиты, проволоку. Эти материалы используют для изготовления различных деталей.

Основные области применения:

  1. Авиатехника. Важным направлением является применение дюраля в самолетостроении и постройке других летательных аппаратов — космических ракет, дирижаблей. Из этого состава делают обшивку, детали рулевой тяги, силовые элементы и т.п.
  2. Строительство. В этой отрасли широко используются листы, трубы, уголки и пр.
  3. Автомобилестроение. Из сплава изготавливают кузова, радиаторы и другие детали.
  4. Буровая промышленность. Из дюралюминия делают круги, буры и пр.

Дюралюминий часто используется в быту, например, в виде фольги для выпечки или обертки конфет.

Стоимость дюраля

Цена дюралюминиевого проката сравнительно невелика. Так, лист из Д16АТ толщиной 1 мм в сентябре 2020 г. стоил 458 руб./кг при покупке в розницу. В зависимости от размера партии, вида сплава и типа изделия стоимость меняется.

Отличие дюралюминия от алюминия

Дюраль имеет характерный серый цвет. Но его основные отличия от алюминия — отсутствие пластичности, твердость и хрупкость. Сплав невозможно согнуть, сделать вмятину. Стружка из дюраля хрупкая и ломкая. Поцарапать его легко, при рассмотрении повреждения видна мелкокристаллическая структура материала.

Более точно вид металла можно определить, капнув на него едким натрием. Если через 10 минут пятно потемнело — это дюралюминий.

Алюминий и дюраль отличаются друг от друга химическим составом.

Влияние на организм человека

Считается, что изделия из дюралюминия безвредны для человека. Однако применение этого материала для постоянного контакта с пищей зависит от марки сплава. В ГОСТ 4784-97 указано, что в этом случае массовая доля свинца должна быть не более 0,15%, а мышьяка не выше 0,015%.

Нормативная база

Состав и общие требования к дюралюминию указаны в ГОСТ 4784-97. Документ распространяется на все алюминиевые сплавы. Он содержит таблицы, в которых указаны состав и области применения соединений.

Преимущества и недостатки

Существенное достоинство дюралюминия — меньший, чем у стали вес, несмотря на прочность этого материала. Это позволяет использовать его при изготовлении автомобилей, самолетов, ракет для облегчения конструкции.

Дюралюминий более устойчив к вибрациям, чем сталь. Благодаря этому он широко используется при изготовлении бурового оборудования.

Среди недостатков — высокая чувствительность к коррозии. Не все типы дюраля пригодны для сварки.

Интересные факты

Дюралевые элементы использовались в американских космических кораблях «Шаттл». А раньше они применялись в Германии перед началом Второй мировой войны при производстве самолетов «Хейнкель» и «Юнкерс».

На основании анализа самолета США Boeing B-29 в 1944 г. советские инженеры разработали первый советский бомбардировщик ТУ-4.

Характеристики и свойства сплава дюралюминий

Дюралюминий — сплав на основе алюминия. Существует разные виды этого материала, которые отличаются количеством основных компонентов, техническими характеристиками. Сплав обладает высокой прочностью, твердостью, пластичностью.

Листы из дюралюминия

История открытия

Открытие дюралюминия произошло в 1903 году. Его произвел Альфред Вильм. Мужчина работал инженером на немецком металлургическом заводе. При смешивании разных металлов он смог установить закономерность.

Мужчина смешивал алюминий с 4% меди, выполнял закалку при 500°C, резко охлаждал и выдерживал заготовку при комнатной температуре до 5 дней, а потом проверял ее технические характеристики. После нескольких экспериментов он смог доказать, что у готового сплава повышенные показатели твердости, прочности.

Позже инженер вместе с другими работниками начал проводить разные эксперименты, пытаться модернизировать полученный состав. При добавке легирующих компонентов удалось получить сплав с еще большей прочностью, но сохранением других характеристик на прежнем уровне.

Наименование соединения произошло от названия городка Дюрен в Германии. Там началось промышленное производство этих сплавов, их дальнейшее распространение по миру.

Промышленное получение

  1. Формируется шихта, которая состоит из гранул легирующих добавок, алюминия.
  2. Происходит сплавка гранул. Она осуществляется в несколько этапов.
  3. Проводится закалка. Сплав нагревается до 500°C в промышленной печи.
  4. Выполняется охлаждение.
  5. Заготовка остывает при комнатной температуре несколько дней.

Часто производители ускоряют производственный процесс. Они выполняют слабое нагревание заготовок, чтобы они быстрее остывали. Это негативно влияет на технические характеристики сплава, но удешевляет и ускоряет процесс его производства.

Преимущества и недостатки

  1. Длительная эксплуатация при нормальных условиях.
  2. Высокая статическая прочность.
  3. Универсальность. Материал применяется в разных сферах деятельности.
  4. Стойкость к перепадам температуры, механическим воздействиям.

Недостаток — низкая устойчивость к воздействию влаги.

Свойства и характеристики

  • медь — до 5%;
  • алюминий — до 93%;
  • легирующие элементы — до 3%.

Компоненты дюралюминиевого сплава с обозначением Д16:

  1. Алюминий — от 90 до 94%.
  2. Медь — от 3,8 до 4,9%.
  3. Цинк — до 2,5%.
  4. Магний — до 1,8%.
  5. Дополнительные компоненты — железо, кремний. Их количество не превышает 0,5%.

Другие легирующие добавки, которые можно встретить в составе, — титан, марганец, хром.

Физико-механические свойства

  1. Плотность — до 2,77 г/см³.
  2. Температура плавления — до 650°C.
  3. Модуль упругости — до 74 000 МПа (1).
  4. Коэффициент теплового расширения — до 23 10−6/K.
  5. Показатель теплопроводности — до 134 W/M°C.
  6. Коэффициент Пуассона — до 0,33.
  7. Удельная теплоемкость — до 920 Дж/кг°C.
  8. Предел прочности — до 440 Мпа.
  9. Предел упругости — до 300 Мпа.
  10. Относительное удлинение — до 9%.

Дюралюминий (Фото: Instagram / aozapp)

Технологические свойства

  1. Изготовление в обычной среде. Технология производства простая, недорогая. Это удешевляет стоимость производства сплава.
  2. Высокая температура плавления. Сплав может использоваться при изготовлении деталей для промышленной техники, корпусов самолетов.
  3. Малый удельный вес. У стали показатель плотности доходит до 8 грамм на 1м 3 , а у дюралюминия — 2.
  4. Высокая устойчивость к нагрузке. Сплав подходит для изготовления деталей, которые будут испытывать повышенную нагрузку. Готовые изделия сложно разрушить.

Дюралюминиевые сплавы восприимчивы к воздействию влаги. Если детали будут долго находиться в условиях повышенной влажности, они покроются слоем ржавчины. Чтобы не допустить этого, производители наносят слой защитного покрытия.

Виды сплавов

  1. Магний и алюминий, марганец и алюминий. При производстве соединения не проходят закалки. Применяются для изготовления герметичных баков, радиаторов для автомобилей, труб для сборки бензопроводов. Из них изготавливаются строительные материалы. Сплавы хорошо поддаются сварке, пайке, невосприимчивы к образованию ржавчины. Плохо разрезаются.
  2. Марганец, медь и алюминий. Сложный конструкционный материал. Основой выступает алюминий, остальные компоненты легирующие. Сплав используется при сборке космических аппаратов, самолетов, скоростных железнодорожных составов. Недостаток — восприимчивость к воздействию влаги.
  3. Кремний, марганец и алюминий. Сплав обладает малым удельным весом, стойкостью к образованию ржавчины.

При изготовлении последнего вида сплава соединение подвергается дополнительной закалке при температуре 525°C. После этого деталь резко охлаждается в воде до 20°C. Процесс охлаждения занимает 10 суток.

Кремний (Фото: Instagram / kaolinnature)

Где применяется дюралюминий?

  1. Изготовление листов для строительных работ.
  2. Производство проводов.
  3. Изготовление буров.
  4. Производство фольги.
  5. Судостроение — изготовление корпусов для кораблей, лодок, внутренних узлов.
  6. Производство труб для сборки промышленных, бытовых трубопроводов.
  7. Станкостроение, автомобилестроение, самолетостроение.

Из этого материала часто собирают системы вентиляции, вытяжки.

Казан из дюралюминия (Фото: Instagram / sudarushka_labinsk)

Влияние на организм

Готовый дюралюминий, продукция из него безопасна для организма. Поэтому в продаже можно найти посуду из этого материала. При его плавке рекомендуется использовать респиратор, защитные перчатки.

Дюралюминий — собирательное название сплавов, которые изготавливаются из алюминия. К основе добавляются легирующие компоненты, чтобы изменить технические характеристики, добиться определенных показателей. Дюралюминиевые соединения применяются в сферах промышленности.

Что такое дюралюминий (дюраль) — состав и свойства сплава

Дюралюминий это прочный сплав, отличающийся от алюминия по своим эксплуатационным свойствам благодаря наличию в составе легирующих включений (меди, магния и марганца). К особенностям материала относят прочность, хороший показатель твердости, небольшой вес.

Открытие было запатентовано в 1909 году инженером из Германии Альфредом Вильмом. Дюралюминий сразу привлек к себе внимание во всем мире, а в нашей стране его выпуск был налажен лишь в начале 40-х годов прошлого века.

Читайте также  Чистка алюминия в домашних условиях

Химический состав

Особые свойства данного сплава обусловлены компонентами материала. Химический состав дюралюминия в процентах включает:

  • алюминий (около 93%);
  • медь (3,5-5,5%);
  • марганец (0,6%);
  • магний (0,5-0,8%);
  • иные примеси (железо, цирконий, бериллий, хром, литий, титан, кремний, хром).

Cu, Mn, Mg служат главными компонентами сплава, придающими материалу особые эксплуатационные свойства. Дюраль впервые удалось получить случайно, при ошибочном смешивании составляющих в ходе научного эксперимента.

Включение в состав сплава других составляющих способно изменить свойства материала не в лучшую сторону, поэтому их содержание необходимо строго контролировать. При избытке иных примесей конечный материал теряет пластичность, обретает склонность к появлению трещин.

  • Наличие циркония отрицательно влияет на устойчивость сплава к коррозии, бериллий повышает прочность материала, препятствуя его окислению.
  • Включение в состав сплава лития повышает модуль упругости, но уменьшает плотность.
  • Добавление хрома позволяет повысить температуру рекристаллизации сплава, а также его способности к саморазрушению.
  • Титан и бор применяются для измельчения зерна литого металла в качестве модифицирующих компонентов.

Первое время дюраль выпускали в обычных условиях, что приводило к слабому соединению элементов. С началом военных действий в Европе спрос на стратегически важный конструкционный сплав стремительно вырос. Это повлекло за собой разработку новых производственных технологий для более качественного соединения составляющих сплава.

Результатом многочисленных исследований стало построение новой технологической цепочки:

  • медленный нагрев (около 3 часов) при температурном режиме 500 градусов Цельсия;
  • стремительное охлаждение при помощи воды (или селитры) для улучшения степени прочности.

Следует знать, что состав сплава может отличаться с учетом назначения материала и используемой технологии производства.

Марки дюралей

В перечень наиболее востребованных марок входят:

  • Д1;
  • Д16;
  • Д16Т;
  • Д18;
  • Д19;
  • В65;
  • В17;
  • ВАД1;
  • ВД95.

Самая популярная марка Д16 содержит:

  • алюминий (от 90 до 94%);
  • большое включение меди (от 3,8 до 4,9%);
  • цинк (до 2,5%);
  • железо и кремний (в равных долях по 0,5%);
  • магний (зафиксированное количество 1,8%).

Кроме того, в перечень обязательных компонентов входят хром, титан и марганец, объем которых от общей массы составляет по 1%.

Для марки Д16 характерна определенная мягкость, что позволяет использовать этот материал в качестве заготовок при изготовлении штампованных изделий.

В чистом виде дюралюминий применяют редко, поскольку он слабо сопротивляется коррозии. Повысить технические свойства сплава несложно путем улучшения.

В перечень технологических приемов улучшения входят:

  • закалка материала в условиях естественной среды (в маркировке обозначена буквой «Т»);
  • обработка методом искусственного старения («Т1»);
  • нанесение специальных покрытий или анодирование для формирования поверхностной защиты («А»).

Таким образом, на эксплуатационные показатели сплавов влияет не только процентное соотношение примесей, но и особенные технологические приемы. Для увеличения прочности сплав проходит дополнительную термообработку с последующим охлаждением.

Физические свойства дюралюминия

Основной особенностью материала является его малый собственный вес при хороших показателях термической устойчивости и отменной прочности. Удельный вес дюралюминия составляет всего 2,8 г/см3 (у стали этот показатель равен 8 г/см3).

Температура плавления дюралюминия составляет около 650 градусов по шкале Цельсия. Плотность дюралюминия определена в пределах от 2500 до 2800 кг/см3.

К недостаткам материала в первую очередь относят его подверженность коррозии под воздействием повышенной рабочей температуры или увеличенной нагрузки. Примечательно, что сплав в отличие от металла без примесей пригоден для выполнения точечных сварных работ.

Дюралюминий обладает отменной устойчивостью к длительному воздействию любой агрессивной среды, стоек к износу и разрушению. Физические свойства сплава позволили реализовать на практике технические проекты в сфере авиации и машиностроения, которые были не осуществимы без такого конструкционного материала.

Технологические свойства

К технологическим особенностям дюралюминия относят простоту его производства, которая обусловлена низкой температурой рабочей среды. При острой необходимости изготовить сплав несложно в бытовых условиях по причине низкой температуры плавления основных компонентов.

Если чистый алюминий начинает плавиться при температуре 660 градусов, то снижение его доли в сплаве до 99% влечет за собой понижение порога плавления до 643 градусов.

Температурный порог, позволяющий приступить к ковке марок Д16, Д16П составляет 450 градусов. Прессованные изделия из сплава этих марок, прошедших закаливание или естественное состаривание, при нагреве до 100 градусов имеют склонность к межкристаллитной коррозии.

Дюралевый материал не рекомендуется подвергать пайке с высокой температурой из-за риска пережога.

К достоинствам материала относят:

  • длительный срок эксплуатации;
  • устойчивость к химическому, механическому, термическому воздействию;
  • высокий уровень статической прочности;
  • пригодность к сварке;
  • широкую сферу применения.

Технология производства

Производственный процесс включает в себя процедуру смешивания шихты, включающей в себя гранулы различных металлов. Смесь разогревают до 500 градусов по шкале Цельсия, затем подвергают резкому охлаждению при помощи селитры/воды до комнатной температуры.

Следующим этапом чаще всего является процесс искусственного старения для усиления технической прочности сплава. Нередко в качестве дополнительной технологической операции производят создание защитной пленки путем плакирования, анодирования или нанесения лакокрасочных покрытий.

Виды сплавов

Исходя из конечного назначения продукции состав сплава варьируется для придания материалу разных технических показателей.

В зависимости от перечня технологических приемов в процессе производства выделяют:

  • закаленный;
  • состаренный;
  • анодированный дюраль.

Исходя из дополнительных компонентов и нюансов термической обработки различают несколько типов соединений:

  • дюралюмин (марки Д1, Д16) смесь алюминия, меди, магния с небольшой добавкой марганца;
  • сплав алюминия с магнием (или марганцем) носит наименование «магналий»;
  • алюминий в смеси с магнием и кремнием («авиаль») обладает хорошей устойчивостью к коррозии.

Помимо основных элементов, применяемых для легирования сплавов, в составе дюралей возможно присутствие некоторых примесей. При этом кремний и железо входят в химический состав первичного алюминия, цинк и медь могут попасть при переплавке различных отходов, ряд других компонентов (титан, цирконий, бериллий) вводят специально для изменения технических показателей конечного продукта.

Присутствие железа в составе сплава влечет за собой повышение показателя хрупкости, но в паре с никелем железо заметно улучшает механические свойства материала в условиях обычной и повышенной температуры рабочей среды.

Свойство добавок изменять эксплуатационные показатели сплава требует грамотного и ответственного подхода к подбору компонентов и технологическому процессу производства.

Применение дюралюминия

Прочность и легкий вес материала сделали его востребованным в разных отраслях промышленного производства. Вскоре после создания сплава его использовали для создания элементов каркаса дирижабля. Отличные эксплуатационные характеристики позволили активно использовать дюралюминий в машиностроении.

Развитие авиастроения и производство космической техники было бы невозможно без конструкционного материала с такими техническими характеристиками. Его применяют для уменьшения веса кузовных элементов без потери прочности, а также для внутренних элементов двигателя благодаря устойчивости в высокой температуре. В современных условиях дюралюминий находит свое применение в самых разных сферах производства. Его используют в производстве подвижного состава для железных дорог, изготовлении предметов бытового назначения (посуды).

Востребован сплав и в строительстве для изготовления листов, труб, различных профильных изделий. Трубы с различной толщиной стенок применяют при строительстве различных коммуникаций и трубопроводов.

В судостроительном производстве материал используют как для производства корпусов, так и для изготовления различных узлов и деталей.

Дюралюминий необходим при производстве изоляционных материалов. Применяется он и в пищевой промышленности в качестве пищевой фольги для упаковки кондитерских изделий.

Отличие алюминия от дюрали

Маркировка на заводских изделиях позволяет определить принадлежность материала. В ситуации, когда маркировка вызывает сомнения или отсутствует, необходимо использовать другие варианты идентификации.

В первую очередь необходимо знать субъективные признаки, позволяющие различить алюминий и дюраль. Сплав обладает характерным стальным цветом, его поверхность несложно поцарапать, получив в итоге ломкую стружку. В царапине можно рассмотреть кристаллическую структуру. Изделия из дюралюминия не гнутся, а при ударе издают достаточно громкий звон.

Более достоверным вариантом определения принадлежности изделия к дюралюминию служит химический метод. На поверхность исследуемого изделия необходимо нанести капельку едкого натра. Через 10 минут поверхность протирают и внимательно осматривают. Оставшееся темное пятно служит подтверждением того, что предмет изготовлен из дюралюминия.

Углубленные познания в химии позволят применить для определения материала раствор кислоты с добавлением щелочи. В такой среде алюминий растворится, образовав белый осадок в виде порошка. Подобный эксперимент с образцом из дюрали даст на выходе дополнение в виде голубых гранул, образованных медью.

Основным отличием служат физические свойства дюралей, а именно, хрупкость, твердость и отсутствие характерной для алюминия пластичности. Как показывает практика, визуально отличить алюминий от дюралей совсем несложно. Чтобы отличить алюминий от дюрали, достаточно визуально сравнить несколько образцов из того и другого материала.

Стоимость лома дюралюминия

Следует знать, что существенное отличие эксплуатационных характеристик дюралюминия от чистого материала не оказывает серьезного влияния на цену лома. Нередко в перечне категорий металлического лома с указанием стоимости в приемном пункте отсутствует лом дюралюминия. Цена дюрали не очень отличается от приемной стоимости алюминия и составляет примерно 60−70 рублей за 1 кг.

Лом дюралюминия может быть принят по категории «лом алюминия АМГ», хотя фактически им не является. В составе сплава АМГ отсутствует медь, ее замещает магний.

Планируя извлечь максимальную прибыль от реализации лома дюралюминия, необходимо определиться с категорией сдаваемого металла. Стоимость килограмма делового лома, к которому следует отнести уголок, листы и то, что можно применить без переработки, выше, чем цена вторичного сырья для переработки.

Подвергнув лом сортировке, вы увеличите прибыль от его реализации. Кроме того, конечная выручка зависит от объема сдаваемой партии и приемной стоимости лома на конкретной площадке.